2024年中考化学高频专题提分训练：科学探究题

2024年中考化学高频专题提分训练：科学探究题 1.实验室常用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气，回答下列问题： （1）为了探究温度对H2O2分解反应速率的影响，借助如图所示实验装置（夹持装置）去），进行了两次实验，两次实验的部分设计如表所示： 实验1 实验2 MnO2的质量 0.5克 0.5克 5%的H2O2溶液体积 40mL 待填 水浴温度 20℃ 80℃ ① 此反应的符号表达式是 ② 实验2中“待填”的数据是 毫升；在两次实验中，可以通过一定时间内 ， 内的 的多少来精确比较H2O2分解反应速率的大小。 ③ 实验2中水浴温度控制在80℃时，测定的反应速率会比真实值偏大，其原因除锥形瓶内气体受热膨胀外，还可能的原因有 。 ④ 实验结束后若要将不溶于水的MnO2从剩余物中分离出来，实验操作步骤（简单描述）是 →用水冲洗MnO2 →烘干二氧化锰。 （2）探究使带火星木条复燃的氧气的最低浓度。用容积为300mL的集气瓶排水法收集氧气，当刚好把瓶中预先留有的100mL水排尽时，集气瓶中氧气的体积分数为（写出计算式即可）： 。 实验研究结果显示：O2的体积分数大于49%时就可使带火星的木条复燃。因此，用带火星的木条验满O 2的方法 （填“可靠”或“不可靠”）。为此，收集O2时最好使用 集气法（不需要验满）。 2.我区境内有很多溶洞。溶洞都分布在石灰岩组成的山洞中，石灰岩的主要成分是碳酸钙，当遇到溶有二氧化碳的水时，会反应生成溶解性较大的碳酸氢钙：CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2。 某化学兴趣小组同学思考：若向碳酸钠溶液中通入一定量二氧化碳，是否能生成了碳酸氢钠(NaHCO3) ？于是他们开始实验探究(不考虑二氧化碳和碳酸作为溶质情况) 【提出问题】所得溶液中所含溶质成分是什么? 【提出猜想】     猜想一：溶质为Na2CO3 猜想二：溶质为NaHCO3 猜想三：溶质为 。 【设计实验】 实验步骤 实验现象 实验结论 ①取所得溶液少许于试管中， 向其中滴加过量的CaCl2溶液 有白色沉淀生成 猜想二 (填“成立”或“不成立”) ②取实验步骤①中上层清液， 滴加适量稀盐酸 有气泡冒出 猜想一不成立。 【得出结论】猜想三成立，证明二氧化碳通入碳酸钠溶液生成了碳酸氢钠。 写出实验步骤①中发生反应的化学方程式： ；写出实验步骤②中发生反应的化学方程式： 。 3.探究碳酸氢钠的热稳定性 【查阅资料】碳酸氢钠受热容易分解，生成水、二氧化碳气体和一种常见的固体物质。 【进行实验】为验证碳酸氢钠受热时会分解，兴趣小组的同学取一定质量的碳酸氢钠放在铜片上加热，如下图所示。    (1)加热一段时间后，观察到烧杯内壁有 。 (2)充分加热后，将烧杯迅速倒转过来，倒入适量的澄清石灰水，振荡，观察到石灰水变浑浊。写出该反应的化学方程式： 。 (3)兴趣小组的同学认为充分加热后的固体产物可能是NaOH或Na2CO3。 ①他们猜想的依据是 。 ②设计实验，检验反应后的固体产物是Na2CO3而不是NaOH，并填入下表 实 验 操 作 预期实验现象 结 论 固体产物是Na2CO3，而不是NaOH。 4..同学们来到化学实验室，意外看到了一个不和谐的“音符”（如下图）。由此，激发了同学们的探究欲望。 （1）同学们取该瓶中少量溶液 滴加稀盐酸，看到冒气泡，说明药品已变质，变质反应的化学方程式为：　 　。 【进行猜想】小天的猜想：NaOH 溶液部分变质； 你的猜想：　 　。 【实验探究】小天设计如下实验来验证自己的猜想，请完成下表： 探究目的 探究步骤 预计现象 除尽溶液中的CO32- ①：取少量溶液于试管中，滴加足量的CaCl2试剂 　 　 证明溶液中尚存NaOH ②：向实验①过滤后所得溶液中滴加酚酞试液 　 　 假设你的猜想正确，并按小天的实验方案进行实验，则你观察的现象　 。 【实验反思】（1）下列物质1.BaCl 2溶液 2.Ca(NO3)2溶液 3.Ca(OH)2溶液4.Ba(OH)2溶液， 不能替代小天实验中CaCl 2溶液的是　 　(填序号) 。 （2）小天第二次滴加的试剂除用指示剂外，还可以用　 　替代。 【拓展应用】保存NaOH 溶液的方法是　 　 。 5.某同学在学习木炭和氧化铜反应的知识后，产生了疑问：木炭与氧化铜反应生成的气体有哪些?同学们带着疑问进行了下列探究： [提出猜想]猜想一：只有CO2；猜想二：只有CO；猜想三： 。 [查阅资料]没有磷钼酸溶液的氯化钯试纸遇二氧化碳无变化，但遇到微量一氧化碳会立即变成蓝色。 [实验步骤]连接好实验装置，并进行实验，装置如下图所示（夹持仪器已省） ： 步骤一：实验前先通一段时间N2；步骤二：点燃酒精喷灯加热。 玻璃管中的现象是 。 [实验结论] （1）若观察到氯化钯试纸不变色，澄清石灰水变浑浊，则猜想一成立， 请写出澄清石灰水变浑浊的化学方程式： 。 （2）若观察到氯化钯试纸变蓝，澄清石灰水不变浑浊，则猜想 成立。 （3）若观察到氯化钯试纸 ，澄清石灰水 ，则猜想三成立。 [实验反思] （1）该实验开始前通一会儿N2的目的是： 。 （2）有同学认为该装置需要添加尾气处理装置，你认为是否需要?请说明理由。 。 6.某化学兴趣小组的同学在做酸碱中和反应的实验时，向盛有氢氧化钙溶液的烧杯中加入一定量的稀盐酸后，忘了滴加酚酞溶液，不知道盐酸是否过量。于是他们停止滴加稀盐酸，对烧杯内溶液中的溶质成分进行了探究。 （1）【提出问题】该烧杯内溶液中的溶质是什么？ （2）【猜想与假设】猜想一：溶质只有CaCl2；猜想二： ； 猜想三：溶质中含有CaCl2和Ca（OH）2；猜想四：溶质中含有CaCl2、HCl和Ca（OH）2。 （3）【交流讨论】同学们讨论后一致认为猜想四不合理，理由是 （用化学方程式表示）。 （4）【查阅资料】氯化钙溶液呈中性。 （5）【实验设计】同学们设计了如下不同的实验方案，请完成下列表格。 方案 操作步骤 实验现象 实验结论 一 取少量烧杯内的溶液于试管中，滴入几滴无色酚酞溶液 酚酞不变色 猜想一正确 酚酞变红色 猜想三正确 二 取少量烧杯内的溶液于试管中，加入氧化铜粉末 猜想二正确 （6）【反思交流】方案一不能证明猜想一是否正确，理由是 。若要完善此方案，可将酚酞溶液换成 。将方案二中氧化铜粉末换成生锈的铁钉刚开始反应的化学方程是 。 7.几位同学对蜡烛燃烧火焰的焰心进行了以下探究，请你完成其中的步骤： (1)点燃蜡烛，将一根小木条迅速平放入火焰中，约1s后取出，现象如图，这证明焰心 。    (2)向焰心斜向插入一支细短玻璃管，发现玻璃管中无明显现象(如图)，在玻璃管的上口点燃，上口产生火焰，这说明焰心物质的性质是 、 。    (3)猜想和验证 资料：一氧化碳在加热的条件下能将黑色的氧化铜还原为红色的铜。 猜想 操作 现象 结论 假设①：焰心气体含 CO2 在未点燃的短玻璃管上口 假设①不成立 假设②：焰心气体含CO 用表面烧黑的灼热铜丝迅速插入短玻璃管上口 烧黑的铜丝变成红色 假设③：焰心气体含石蜡蒸气 取一较长的细玻璃管，用湿冷毛巾包住中部，将玻璃管下端插入焰心，上端试用火焰点燃 假设③成立 取下长玻璃管，打开湿毛巾 8.“富氧空气”是指氧气含量高于普通空气的气体，可用于航天、医疗炼钢等。某化学兴趣小组欲混制“富氧空气”并开展相关探究，进行了以下实验。 Ⅰ.混制“富氧空气”    (1)实验室中常用二氧化锰催化过氧化氢分解制取氧气。 ①该方法制取氧气的化学方程式是 。 ②现将一定体积5%的过氧化氢溶液加到二氧化锰中，用排水法收集氧气。请从图1中选择合适的仪器（每种仪器限用一次）完成该实验，需要用到的仪器是 （填字母）。 (2)混制“富氧空气”：利用图2所示装置，用纯氮气及上述实验制取的氧气，混制一瓶（集气瓶容积为300mL）氧气体积分数40%的“富氧空气”，气体应从装置中的 （“a”或“b”）端通入，先通入氮气排出150mL水，再通入氧气排出 mL水。 Ⅱ.测定“富氧空气”中氧气的含量 (3)用图3装置测定.上述实验中制得的“富氧空气”中氧气的含量。    【实验步骤】 ①测得硬质玻璃管的容积为60mL，检查装置的气密性。 ②在硬质玻璃管中装入铜粉并充满“富氧空气”，将注射器的活塞调整到25mL刻度处，连接好仪器并夹紧弹簧夹。 ③开始加热并不断挤压气球，观察现象。 ④反应结束并冷却至室温后，挤出气球内的气体，打开弹簧夹，此时注射器活塞停留在3mL处。 【反思交流】 ①通过计算可知该“富氧空气”中氧气所占体积分数约是 %（结果保留一位小数）。 ②分析计算结果，你认为本实验中可能引起测量结果不准确的因素是 。 Ⅲ.研究“富氧空气”的应用 (4)通过重油、褐煤在氧气含量不同的空气中燃烧的实验，得到有关数据如图4、图5。    ①结合图4，请写出燃烧时的温度与空气中氧气含量的关系： 。 ②结合图5，简述减少燃料燃烧产生尾气污染的措施： 。 9.元旦联欢会上，化学老师给同学们表演了一个“水能生火”的魔术（如图所示），他将包有过氧化钠（Na2O2）粉末的脱脂棉放在石棉网上，向棉花上滴了几滴水，棉花立刻燃烧了起来。同学们产生了浓厚的兴趣，为什么脱脂棉会燃烧起来呢？ 【提出猜想】a.甲同学认为过氧化钠（Na₂O₂）与水反应生成了可以支持燃烧的物质。 b.乙同学又根据燃烧的条件，对甲同学的猜想进行了补充：此反应放热。 【实验与分析】同学们设计了如图的实验装置来验证上述猜想。 （1）打开分液漏斗的活塞，控制水滴加的速度，看到试管中有气泡产生，将带火星的木条靠近P出口，看到木条复燃，证明此气体是 。烧杯中有 现象出现，从而证明乙同学的猜想。 （2）完成了以上实验，老师介绍该反应的产物共有两种，于是同学们又展开了进一步的研究，继续探究反应后生成的另一种物质。请你回答：另一种产物必含的元素是 。 【查阅资料】过氧化钠不仅可以和水发生反应，也可以和二氧化碳反应生成碳酸钠（Na2CO3）固体和氧气，该反应的化学方程式是 。因此过氧化钠经常被用于潜水艇和防毒面具中提供氧气。 【补充实验】明确了以上性质，丙同学又设计了一个实验（如图）：将一团包有过氧化钠粉末的棉花塞到漏斗中，漏斗下方点燃一支包有短蜡烛（蜡烛火焰与棉花不接触），一段时间后棉花燃烧。这主要是因为蜡烛燃烧生成能与过氧化钠（Na2O2）反应的物质 ，同时反应放热。 【实验反思】结合上述实验事实，同学们对于保存过氧化钠固体提出了安全建议是： 。 10.学习了二氧化锰对过氧化氢的分解有催化作用的知识后，某同学猜想：氧化铜能否起到类似于二氧化锰的催化作用呢？于是他进行了以下探究。 【作出猜想】 (1)猜想1：氧化铜不是催化剂，也不参与反应，反应前后的质量和化学性质不变。 猜想2：氧化铜参与反应产生氧气，反应前后的质量和化学性质发生了改变。 猜想3：氧化铜是反应的催化剂，反应前后的质量和化学性质 。 【进行实验】用天平称量0.2g氧化铜，用量筒量取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，进行如图所示的实验。 (2)完成表格： 步骤③的现象 步骤⑥的结果 步骤⑦的现象 结论 溶液中有气泡产生，带火星的木条复燃 氧化铜的质量为 g 溶液中有气泡产生， 。 猜想3成立 (3)步骤①③的对比说明 。 (4)步骤⑦的目的是 。 (5)氧化铜催化过氧化氢分解的文字表达式为： 。 11.现有“碳酸钠溶液，稀盐酸，氯化钠溶液，硝酸银溶液”，某化学兴趣小组的同学们学习完酸碱盐后，利用这四种药品进行了如下探究，请你参与。    【观察与思考】 (1)A试管中观察到的实验现象 。 (2)B试管中发生反应的化学方程式 。 (3)同学们将B试管中剩余物过滤，将所得滤液与A试管中所有物质一同倒入烧杯中，发现仍有白色沉淀生成。由此可以推出B试管中溶质为 （填化学式）。取烧杯中上层清液，加入稀盐酸，观察到有气泡产生。 【提出问题】烧杯中上层清液中除了含Na+、，还含有哪些离子？ 【猜想与假设】猜想一： 猜想二：+ (4)猜想三： （填合理猜想） 12.面包的制作过程中，会加入一定量的膨松剂，某化学兴趣小组对食品膨松剂开启了探究之旅。 【查阅资料】 1.膨松剂是指生产焙烤食品时添加在小麦粉中的一类物质。它受热分解产生气体，气体逸出使面坯起发，从而得到的制品膨松柔软或酥脆。其中碳酸氢钠和碳酸氢铵是常见的膨松剂。 2.碳酸氢钠受热分解的化学方程式为： 3.碳酸氢铵分解的化学方程式为： 项目一：认识膨松剂 (1)碳酸氢钠属于 (填“酸”或“碱”或“盐”)。 项目二：检验某膨松剂的成分 已知某膨松剂含碳酸氢钠、碳酸氢铵中的一种或两种，化学兴趣小组对该膨松剂进行如下探究： 【实验设计】 (2)甲同学取膨松剂加入氢氧化钙固体混合研磨，观察到 的实验现象，说明膨松剂中含有碳酸氢铵。 (3)乙同学取膨松剂加热，完全反应后，将气体通过澄清石灰水中变浑浊，实验结论是膨松剂中含有碳酸氢钠，甲同学提出乙同学的结论不对，其理由是 。证明膨松剂中含有碳酸氢钠的方法是 。(写出实验操作和实验现象) 实验结论：某膨松剂中含有碳酸氢钠和碳酸氢铵。 项目三：探究膨松剂中碳酸氢钠的性质 (4)向碳酸氢钠溶液中加酚酞，观察溶液变红，则碳酸氢钠显 性。 (5)小组同学对碳酸氢钠、碳酸钠与酸反应进行探究。取等质量的Na2CO3和NaHCO3固体分别置于两个体积相同的密闭容器中，分别一次性加入等浓度等体积的过量稀硫酸，用压强传感器测得两容器内压强随时间的变化关系如图所示。    ①代表NaHCO3固体与稀硫酸反应过程的曲线 (填“a”或“b”)。 ②反应结束后两容器里溶液中溶质的成分为 。 ③向反应结束的两容器中分别加入氯化钡溶液，甲同学认为产生的沉淀质量一定相等。请对甲同学说法的合理性做出评价 。 13.小李将实验剩余的FeCl3溶液倒入含有H2O2的废液缸，立即产生大量的无色气泡。 （1）小李根据组成的元素猜测，无色气体可能是H2、O2、HCl、Cl2中的一种或多种。 【查阅资料】①Cl2是黄绿色、有刺激性气味的气体； ②FeCl3在水中解离出Fe3+、Cl-。 根据资料，小李可排除的气体为 ，理由是 。 （实验一）为进一步验证该气体成分，他用燃着的木条伸入收集满该气体的小试管中，只观察到木条燃得更旺，则该气体一定含 。 （2）小李认为上述过程中FeCl3溶液作了H2O2分解的催化剂。 （实验二）为了进一步探究哪种离子起催化作用，他做了下图所示的对比实验。若要证明FeCl3溶液中的Fe3+对H2O2溶分解起催化作用，除观察到试管c中无明显现象外，还需观察到的现象为 。 （3）小王同学认为由此得出“FeCl3溶液作H2O2分解的催化剂”的结论不严谨，还需要补充实验来进一步探究，他们又设计了如下实验。 （实验三） 【得出结论】要证明FeCl3溶液作H2O2分解的催化剂，须满足以下两个方面的条件： ①从定性角度需观察到 （填序号）的现象。 A．实验一     B．实验二     C．实验三 ②从定量角度需得到的关系式为 m1＝ （用m2和m3表示）。 14.传统腌制松花蛋的主要配料是氧化钙、纯碱和食盐。某小组同学将这三种物质混合后加入适量的水搅拌、过滤得到滤渣和滤液，并对滤液的主要成分进行探究。 【提出问题】滤液的主要成分(H2O除外)是什么？ 【猜想假设】小东认为：含有NaCl、Na2CO3、Ca(OH)2 小南认为：含有NaCl、NaOH、Na2CO3 小西认为：含有NaCl、NaOH、Ca(OH)2 小北认为：含有NaCl、NaOH （1）大家讨论后一致认为小东的猜想一定不成立，理由是___________(用化学方程式表示)。 【设计实验探究】 （2）通过实验①可知小西猜想错误。仅通过实验②无法判断小南或小北的猜想是否成立，理由是___________。 （3）步骤③中加入足量的BaCl2溶液的目的是___________。 （4）根据以上实验探究可知___________的猜想成立。 【拓展应用】 （5）松花蛋味道鲜美，但直接食用会稍有涩味。如果将松花皮蛋蘸上食醋食用，则轻微涩味会被除去，味道变得更为鲜美可口，请说明食醋可以除去松花皮蛋涩味的原因是___________。 15.为验证锌、铁、铜三种金属的话动性顺序，张丽和王宇同学设计了不同的实验方案进行实验，都达到了实验目的。他们所用的试剂有锌片、铁片、铜片、硫酸锌溶液、硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液。实验方案如下： 实验方案 方案一 方案二 实验操作 一种金属放入两种溶液中 两种金属同时放入一种溶液中 （1）方案一中选择的金属是 ； （2）方案二中能发生反应的化学方程式是 ； （3）李军又设计了一个新的方案，也能达到实验目的。即将三种金属同时放入一种溶液中，该溶液中的溶质在物质分类上和前两位同学所用的试剂不同，他选择的溶液是 。 学科网（北京）股份有限公司 $$